Aufwickeleinheit für eine Garnbearbeitungsmaschine

Die Erfindung betrifft eine Aufwickeleinheit für eine Garnbearbeitungsmaschine, mit einer Auflaufspulenaufnahme und einer Schutzeinrichtung zur Vermeidung einer elektrostatischen Aufladung einer in der Auflaufspulenaufnahme aufzuwickelnden Garnspule sowie eine Garnbearbeitungsmaschine mit einer derartigen Aufwickeleinheit.

Beim Herstellen, Umspulen oder Bearbeiten von Garnen mittels einer Garnbearbeitungsmaschine wird das die Garnbearbeitungsmaschine durchlaufende Garn üblicherweise auf einer Garnspule aufgewickelt. Diese

Garnspule wird auch als Auflaufspule bezeichnet und ist zu deren Bewicklung in einer Auflaufspulenaufnahme einer Aufwickeleinheit gelagert. Die Aufwickeleinheit weist dabei einen Antrieb auf, um die Garnspule zur Bewicklung mit dem Garn um ihre Längsachse zu rotieren. Das Garn wird beim Aufwickeln üblicherweise mittels einer Garnverlegeeinrichtung derart periodisch entlang der gesamten Länge der Längsachse der Garnspule changiert, dass die Garnspule möglichst gleichmäßig bewickelt wird. Der Antrieb ist entweder als Direktantrieb der Garnspule, d.h. als eine angetrieben rotierende Spulenaufnahme, oder als eine angetriebene Friktionswalze, die in Kontakt zur Garnspulenoberfläche steht, ausgebildet. Dabei tritt das Problem auf, dass die aufzuwickelnde Garnspule sich während des Aufwickeins elektrostatisch auflädt. Diese elektrostatische Aufladung der Auflaufspule des hergestellten bzw. umgespulten Garns hängt in ihrer Stärke vom Garnbearbeitungsprozess, vom Material des aufzuspulenden Garns und von Umgebungsbedingungen, wie z.B. der Luftfeuchtigkeit, ab. Die Ursache dieser elektrostatischen Aufladung beruht auf der Funktionsweise eines Van-der-Graaff-Generators ähnlichen Phänomenen. Bei einem derartigen

Generator wird von einem umlaufenden Gummiband, das durch ein über Reibung vorgenommenes Ladungsabstreifen positiv aufgeladen wird, eine elektrisch gegen die Umgebung isolierte metallische Hohlkugel zunehmend elektrisch aufgeladen. Dabei tritt eine Erhöhung der elektrischen Spannung zwischen der Kugel und der Umgebung auf, die leicht einige tausend Volt betragen kann. Dementsprechend wird über Reibung z.B. an Fadenführungen der Garnbearbeitungsmaschine das aufzuwickelnde Garn elektrisch aufgeladen. Diese elektrische Ladung summiert sich auf der aufzuwickelnden Garnspule, da diese einen elektrischen Strom nicht leitet. Auch dabei können sich sehr rasch sehr hohe elektrische Spannungen aufbauen. Diese elektrischen Spannungen können z.B. durch elektrische überschläge zu einer Beschädigung einer Elektronik der Garnbearbeitungsmaschine führen. Es besteht auch eine Brandgefahr durch dabei auftretende Funkenbildung. Die elektrische Aufladung der Garnspule kann daher zu Produktionsstillständen führen.

Um diese Probleme zu vermeiden, ist es bekannt, im Bereich der Aufwickeleinheit eine Ionisiervorrichtung als Schutzeinrichtung anzuordnen. Diese Ionisiervorrichtung umfasst einen Ionisierstab, der das Garn und die Garnspule nicht berührt. Der Ionisierstab bewirkt, wie auch eine hohe Luftfeuchtigkeit, dass die sich auf der Garnspule ansammelnde elektrische Ladung frühzeitig neutralisiert wird, wodurch deren elektrische Aufladung weitestgehend verhindert wird.

Eine derartige Ionisiervorrichtung weist jedoch elektrische Bauteile auf, die unter Spannung stehen, wodurch eine Bedienung der Garnbearbeitungsmaschine im Bereich des Fadenlaufs des Garns vor der Aufwickeleinheit behindert wird. Bei Berührung der elektrischen Bauteile besteht Verletzungsgefahr.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufwickeleinheit für eine Garnbearbeitungsmaschine bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der

Technik vermeiden, wobei eine elektrostatische Aufladung einer in der Auflaufspulenaufnahme aufzuwickelnden Garnspule auf einfache Weise vermieden werden soll.

Diese Aufgabe wird durch die Aufwickeleinheit des unabhängigen Anspruchs gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.

Bei einer erfindungsgemäßen Aufwickeleinheit für eine Garnbearbeitungsmaschine ist eine Schutzeinrichtung zur Vermeidung einer elektrostatischen Aufladung einer in einer Auflaufspulenaufnahme der Aufwickeleinheit aufzuwickelnden Garnspule vorgesehen. Erfindungsgemäß umfasst die Schutzeinrichtung eine elektrisch erdbare Bürste mit elektrisch leitenden Borsten. Die Bürste ist derart an der Aufwickeleinheit positioniert, dass die Borsten bei Bestückung der Auflaufspulenaufnahme mit der aufzuwickelnden Garnspule die Garnspule und/oder ein darauf aufzuwickelndes Garn berühren.

Mittels der Bürste der erfϊndungsgemäßen Aufwickeleinheit kann das aufzuwickelnde Garn und/oder die damit bewickelte Garnspule direkt elektrisch neutralisiert werden, d.h. die elektrische Aufladung wird während der Produktion des aufzuwickelnden Garns bzw. während des Umspulens, ständig abgeleitet, so dass die Garnspule sich nicht wesentlich elektrostatisch aufladen kann. Dazu können die Borsten z.B. aus sehr feinen Metallfäden, z.B. Kupferfäden, hergestellt sein. Die Borsten der Bürste berühren das Garn vor dem Aufwickeln und/oder das Garn auf der Garnspule, ohne es zu beschädigen, d.h. die Borsten der Bürste sind entsprechend weich ausgeführt. Der Einsatz einer Bürste als Schutzeinrichtung ermöglicht die elektrische Neutralisierung der Garnspule mittels eines einfachen mechanischen Bauteils. Eine Verletzungsgefahr von Bedienpersonal durch unter einer elektrischen Spannung stehende Bauteile wird vermieden.

Wenn die Bürste derart im Wesentlichen entlang der gesamten Länge der Auflaufspulenaufnahme angeordnet ist, dass die Garnspule auf der im Wesentlichen gesamten Länge ihrer Längsachse an deren aktueller Außenoberfläche von den Borsten berührt wird, können auch keine lokalen elektrischen Aufladungen z.B. an den Rändern der Garnspule auftreten.

Bevorzugt wird die Bürste von zwei im Wesentlichen rechteckigen Metallplatten gebildet, zwischen die die Borsten eingeklemmt sind, wobei die Borsten senkrecht zur Längsachse der Metallplatten stehen. Die Borsten können so einfach bei einem auftretenden Verschleiß oder Verschmutzung ersetzt werden.

Wenn die Borsten die Garnspule radial an deren Außenumfang, bevorzugt in einem Bereich, in dem das aufzuwickelnde Garn auf die Spule aufläuft, im Wesentlichen tangential berühren, wird die zwischen den Borsten und der

Garnspule auftretende Reibung minimiert. Die Anordnung in dem Bereich, in dem das aufzuwickelnde Garn auf die Spule aufläuft, ermöglicht eine platzsparende Ausführung der erfindungsgemäßen Aufwickeleinheit, was eine Behinderung der Bedienung der Aufwickeleinheit durch Bauteile im Fadenlauf des aufzuwickelnden Garns vermeidet.

Besonders schonend für das aufzuwickelnde Garn können die Borsten aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff hergestellt sein. Kunststoffborsten weisen eine höhere Flexibilität als Metallborsten auf, so dass die Kunststoffborsten weicher als Metallborsten ausgeführt sein können. Um die elektrisch Leitfähigkeit des Kunststoffes zu erreichen kann dieser z.B. mit Metallteilchen dotiert sein. Wenn die Borsten als Streifen eines Flachmaterials ausgebildet sind, sind die Borsten ohne Einschränkung ihrer Weichheit besonders verschleißfest. Beeinträchtigungen der Qualität der aufzuwickelnden Garnspule durch zwischen

die Garnlagen der Garnspule eingewickelte, von der Bürste abgebrochene Borsten werden derart vermieden.

Bevorzugt ist die Bürste über einen bevorzugt federnden Metallbügel, bevorzugt an einem Sockelbauteil der Aufwickeleinheit, befestigt. Durch die federnde Eigenschaft des Metallbügels wird ein sanftes Anpressen der Borsten an die aufzuwickelnde Garnspule unterstützt. Der Metallbügel kann so ausgeführt sein, dass er federnd sein kann aber nicht zwingend federnd ist. Der Metallbügel ist dann im Wesentlichen als fester Metallbügel ausgeführt. Dadurch wird das Anpressen der Borsten auf die aufzuwickelnde Garnspule nicht durch den Metallbügel unterstützt. Das Anpressen kann dann mittels Schrauben fest eingestellt sein.

Wenn die Bürste an einem Sockelbauteil der Aufwickeleinheit befestigt ist, kann die gesamte Aufwickeleinheit als Modul ausgeführt sein. Dabei können die restlichen Bauteile der Aufwickeleinheit ebenfalls zumindest mittelbar an dem Sockelbauteil befestigt sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Die Figuren der Zeichnung zeigen den erfindungsgemäßen Gegenstand stark schematisiert und sind nicht maßstäblich zu verstehen. Die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind so dargestellt, dass ihr Aufbau gut gezeigt werden kann.

In den Figuren 1 ist eine erfindungsgemäße Aufwickeleinheit für eine Garnbearbeitungsmaschine dargestellt. Figur Ia zeigt eine Seitenansicht der Aufwickeleinheit in Richtung der Längsachse 2 der aufzuwickelnden Garnspule 3 und Figur Ib zeigt eine Seitenansicht der Aufwickeleinheit senkrecht auf die

Längsachse der aufzuwickelnden Garnspule 3. Die Garnspule 3 ist in einer Auflaufspulenaufnahme 5 um ihre Längsachse 2 rotierbar gelagert. Als Schutzeinrichtung zur Vermeidung einer elektrostatischen Aufladung der in der Auflaufspulenaufnahme 5 aufzuwickelnden Garnspule 3 ist eine elektrisch erdbare Bürste 7 mit elektrisch leitenden Borsten 8 vorgesehen. Die Bürste 7 ist derart an der Aufwickeleinheit positioniert, dass die Borsten 8 die aufzuwickelnde Garnspule 3 während des Aufwickeins an deren jeweils aktueller radial äußeren Oberfläche berühren. In Figur Ia sind mehrere, mit zunehmender Bewicklung der Garnspule 3 in Radialrichtung nach außen wandernde, radial äußere Oberflächen der Garnspule 3 als strichpunktierte Linien dargestellt. Die Erdbarkeit kann z.B. dadurch erreicht werden, dass die Borsten 8 der Bürste 7 über gegeneinander nicht elektrisch isolierte Bauteile z.B. an der Garnbearbeitungsmaschine befestigbar sind, d.h. dass die Borsten 8 zur elektrisch leitenden Befestigung eingerichtet sind.

Die Aufwickeleinheit weist zum Antrieb der Rotation der Garnspule 3 eine Friktionswalze 9 auf. Diese Friktionswalze 9 ist mit ihrer Rotationsachse parallel zur Längsachse 2 der Garnspule 3 angeordnet. Die Garnspule 3 liegt mit ihrer jeweils aktuellen, radial äußeren Oberfläche auf der Friktionswalze 9 auf, wodurch eine z.B. von einem Elektromotor angetriebene Rotation der

Friktionswalze 9 auf die Garnspule 3 übertragen wird. Die Friktionswalze 9 kann auch als Stützwalze ausgeführt sein. Bei der Ausführung als Stützwalze wird die Garnspule z.B. mit einem Elektromotor angetrieben. In Figur Ib ist eine Befestigungsanordnung 10 der Friktionswalze 9 zu deren Befestigung an einem Maschinenrahmen 12 und/oder an einem Sockelbauteil 13 der Aufwickeleinheit dargestellt.

Die Bürste 7 ist entlang der gesamten Länge der Auflaufspulenaufnahme 5 angeordnet, wodurch die Garnspule 3 auf der gesamten Länge ihrer Längsachse 2 an deren aktueller Außenoberfläche von den Borsten 8 berührt wird. Die

Borsten 8 berühren die Garnspule 3 radial an deren Außenumfang im Wesentlichen tangential in einem Bereich, in dem das aufzuwickelnde Garn 15 auf die Garnspule 3 aufläuft. Dazu ist die Bürste 7 in einem Bereich in Richtung des Fadenlaufs hinter der Garnspule 3 zwischen der Garnspule 3 und der Friktionswalze 9 angeordnet. Die Richtung des Fadenlaufs des aufzuwickelnden Garns 15 ist in Figur Ia durch eine Pfeilspitze am aufzuwickelnden Garn 15 dargestellt.

Die Borsten 8 der Bürste 7 sind als flache Kunststoffstreifen ausgebildet. Die Bürste 7 wird von zwei im Wesentlichen rechteckigen Metallplatten 17 gebildet, zwischen die die Borsten 8 eingeklemmt sind, wobei die Borsten 8 senkrecht zur Längsachse der Metallplatten 17 stehen. Die Bürste 7 ist mittels Schrauben 19 über federnde Metallbügel 20 an dem Sockelbauteil 13 der Aufwickeleinheit befestigt. Zur elektrischen Erdung die Bürste 7 ist die Bürste 7 über ein Erdungskabel 21 an einem Maschinenrahmen 12 einer Garnbearbeitungsmaschine angeschlossen.

Vorgeschlagen wird eine Aufwickeleinheit für eine Garnbearbeitungsmaschine, mit einer Auflaufspulenaufnahme 5 und einer Schutzeinrichtung zur Vermeidung einer elektrostatischen Aufladung einer in der Auflaufspulenaufnahme 5 aufzuwickelnden Garnspule 3. Dabei umfasst die Schutzeinrichtung eine elektrisch erdbare Bürste 7 mit elektrisch leitenden Borsten 8, wobei die Bürste 7 an der Aufwickeleinheit derart positioniert ist, dass die Borsten 8 bei Bestückung der Auflaufspulenaufnahme 5 mit der aufzuwickelnden Garnspule 3 die Garnspule 3 und/oder ein darauf aufzuwickelndes Garn 15 berühren.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche

auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen.